[发明专利]一种基于切削体积的数控加工刀具寿命评价方法

说明书

本发明涉及切削加工及刀具技术领域，公开了一种基于切削体积的数控加工刀具寿命评价方法，该方法根据刀具所进行的不同加工类型的切削参数设定切削体积修正系数、刀具瞬时切削参数积分来求解切削体积，以该加工类型下切除材料的体积来表征刀具寿命；充分考虑了实际切削参数对刀具使用寿命的影响，相比于传统采用时间表征刀具寿命的方法更加准确，在实际生产中具有更大的生产指导意义，能够帮助加工中心针对自身所进行的加工类型准确控制换刀周期。

技术领域

本发明涉及切削加工及刀具技术领域，具体的说，是一种基于切削体积的数控加工刀具寿命评价方法。

背景技术

在数控加工中，刀具是整个加工系统中的关键性因素之一，直接影响零件加工质量。刀具寿命时估测刀具性能的重要指标，在柔性自动化的加工模式下，刀具自动换刀是实现加工过程无人工干预的重要基础，而刀具寿命估测准确是实现自动换刀的前提。

传统方法中，通常以时间来表征刀具寿命，如专利号为“ZL201910983283.9”，专利名称为“一种刀具寿命确定方法”的专利申请公布的技术方案中便是以时间来估测刀具寿命，并用于指导钛合金加工过程中的自动换刀；

以时间来表征刀具寿命可为数控加工刀具应用提供重要支撑，但刀具寿命与加工工艺及切削参数紧密相关。同一把刀具加工相同特征采用不同的切削参数加工时，刀具寿命存在着显著差异，因此，仅仅用切削时间来表征刀具寿命，无法充分地考虑到加工工艺对刀具寿命的影响，不能准确地表征刀具寿命，对指导刀具的使用更换意义不大。

因此，亟需一种能够充分考虑加工工艺对刀具寿命的影响，并准确地表征刀具寿命的新的估测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于切削体积的数控加工刀具寿命评价方法，根据刀具所进行的不同加工类型的切削参数设定切削体积修正系数、刀具瞬时切削参数积分来求解切削体积，以该加工类型下切除材料的体积来表征刀具寿命；充分考虑了实际切削参数对刀具使用寿命的影响，实现准确表征刀具寿命的功能，能够反映出不同加工工艺对刀具寿命的影响，准确表征应用于不同加工工艺情形下的刀具寿命，在实际生产中指导刀具的使用更换具有重要意义。

本发明通过下述技术方案实现：

首先，本发明提供了一种基于切削体积的数控加工刀具寿命评价方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：确定加工类型，获取所述加工类型的标准切削参数，并根据所述标准切削参数计算出标准切削力；

步骤S2：获取刀具加工过程中的瞬时切削参数，并根据所述瞬时切削参数计算出瞬时切削力；

步骤S3：以所述瞬时切削力与所述标准切削力的比值，作为瞬时切削体积修正系数；

步骤S4：获取刀具加工过程中的瞬时等效切深、瞬时等效切宽、瞬时进给速度、瞬时进给加速度；

步骤S5：获取刀具工作时间T；

步骤S6：根据所述瞬时切削体积修正系数、瞬时等效切深、瞬时等效切宽、瞬时进给速度 、瞬时进给加速度、刀具工作时间T，计算得到刀具寿命，所述刀具寿命式的计算公式为： 。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述切削参数包括切深、切宽、进给速度、转速。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述刀具每次进行加工类型F加工的时长为刀具工作时间T，且所述刀具从全新状态到报废状态需要经过n次加工类型F的加工，则总刀具寿命的计算公式为：。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述瞬时等效切深 的获取方法如以下步骤：

步骤S41：过刀具轴线，创建与刀具进给方向垂直的平面P；